Morris水迷宮(Morriswatermaze)實(shí)驗(yàn)于1981年由英國心理學(xué)家RichardGMorris設(shè)計(jì),最初用于研究大鼠的空間學(xué)習(xí)記憶功能,此后被不斷地完善和改進(jìn),逐漸成為研究學(xué)習(xí)記憶最常用的實(shí)驗(yàn)方法之一。目前Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)在國內(nèi)外已得到普遍認(rèn)可,成為應(yīng)用最廣泛的研究和評(píng)價(jià)動(dòng)物空間學(xué)習(xí)記憶能力的經(jīng)典行為學(xué)實(shí)驗(yàn)。
影響水迷宮實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素一般涉及幾方面,實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)環(huán)境,動(dòng)物種類等。
1.實(shí)驗(yàn)裝置
Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)裝置通常組成部分:
水箱及底部加熱器:
實(shí)驗(yàn)中可將水溫恒定在20-26度 對(duì)動(dòng)物的干擾更小,星光條件符合嚙齒類動(dòng)物的生活習(xí)性
水池尺寸:大鼠:160cm內(nèi)徑,高50cm,站臺(tái)直徑9-12cm,小鼠:120cm內(nèi)徑,高50cm,站臺(tái)直徑6-9cm,水池的深度足夠讓動(dòng)物游泳,但又不至于太深,以確保安全性
視頻采集系統(tǒng)及分析軟件:
記錄動(dòng)物在水迷宮中的運(yùn)動(dòng)軌跡,配置追蹤系統(tǒng),如攝像機(jī)及分析軟件,實(shí)驗(yàn)中全程拍攝,以多種方式顯示指標(biāo),如軌跡圖、軌跡坐標(biāo)點(diǎn)和指標(biāo)結(jié)果的輸出功能,軌跡點(diǎn)坐標(biāo)序列數(shù)據(jù)和指標(biāo)結(jié)果導(dǎo)入到Excel表格,便于分析處理
老鼠平臺(tái):
在水池中心位置,放置一可隱沒在水下的平臺(tái)。平臺(tái)高度通常使得動(dòng)物站在上面時(shí)可以脫離水面,避免游泳。在學(xué)習(xí)階段,動(dòng)物的任務(wù)就是找到并記住平臺(tái)的位置。隱蔽平臺(tái)的直徑比值對(duì)動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶過程的形成有明顯影響
2.實(shí)驗(yàn)環(huán)境
一般Morris水迷宮硬件設(shè)備應(yīng)固定放置在有水源、光線均一、安靜的環(huán)境,這樣可減少外界環(huán)境干擾所引起的實(shí)驗(yàn)誤差,保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
1、水溫
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和執(zhí)行過程中,水溫的監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)是實(shí)現(xiàn)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性的關(guān)鍵步驟,可能直接影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的行為和認(rèn)知表現(xiàn)。 研究表明,水溫的不適當(dāng)調(diào)節(jié)可能誘發(fā)動(dòng)物的應(yīng)激反應(yīng),進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。水溫過低會(huì)使得動(dòng)物面臨體溫調(diào)節(jié),可能導(dǎo)致體溫下降,不僅會(huì)干擾其正常的生理狀態(tài),還可能對(duì)其學(xué)習(xí)和記憶能力產(chǎn)生負(fù)面影響,為了確保實(shí)驗(yàn)的有效性和可重復(fù)性,必須嚴(yán)格控制水溫。 根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)研究和實(shí)踐,小鼠水迷宮實(shí)驗(yàn)的理想水溫可維持在19-22℃左右,這一溫度范圍有助于小鼠保持正常的生理功能。如果不是實(shí)驗(yàn)需要,盡量不要選擇在冬季的時(shí)候開展水迷宮測(cè)試,效果相對(duì)較差。
2、光照條件
光照條件在實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)中的重要性不言而喻,尤其是對(duì)于鼠這樣的視覺依賴型動(dòng)物。 視覺感知方面 視覺定位:小鼠依賴視覺線索來定位自己和環(huán)境中的物體。不均勻的光照會(huì)導(dǎo)致視覺上的陰影和反差,使小鼠難以準(zhǔn)確判斷物體的位置和形狀。 視覺干擾:過強(qiáng)的光照會(huì)引起小鼠的視覺不適,甚至可能導(dǎo)致短暫的視覺失明或眩光效應(yīng),從而干擾其對(duì)環(huán)境的感知和處理。 行為決策方面 空間導(dǎo)航:在水迷宮實(shí)驗(yàn)中,小鼠需要利用視覺線索來找到隱藏的平臺(tái)。不均勻或過強(qiáng)的光照會(huì)干擾這一過程,導(dǎo)致小鼠在迷宮中的表現(xiàn)不佳。 學(xué)習(xí)和記憶:光照條件也會(huì)影響小鼠的學(xué)習(xí)和記憶能力。適宜的光照有助于提高小鼠的注意力和認(rèn)知功能,從而增強(qiáng)其學(xué)習(xí)和記憶效果。 實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)計(jì)中的光照控制 均勻光照:確保實(shí)驗(yàn)環(huán)境中光照的均勻分布,避免產(chǎn)生陰影和反差,減少小鼠在視覺定位上的誤差。 適宜亮度:選擇適當(dāng)?shù)墓庹諒?qiáng)度,以提供清晰的視覺線索,同時(shí)避免對(duì)小鼠造成視覺干擾。在實(shí)驗(yàn)過程中保持光照條件的穩(wěn)定,避免頻繁變化對(duì)小鼠造成額外的應(yīng)激和干擾。
三、外源影響
1、實(shí)驗(yàn)者
在等待動(dòng)物執(zhí)行任務(wù)時(shí)四處走動(dòng)可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因此可有以下幾種方式: (1) 測(cè)試期間離開房間 (2) 站在視覺障礙后 (3) 在固定位置保持靜止
2、應(yīng)激
在固定時(shí)間測(cè)試。操作輕柔,盡量減少不必要的刺激。長時(shí)間應(yīng)激狀態(tài)可能會(huì)對(duì)小鼠的認(rèn)知能力和學(xué)習(xí)能力產(chǎn)生影響,從而干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
四、動(dòng)物個(gè)體差異
動(dòng)物種屬、性別、年齡、健康狀態(tài)等因素均可影響Morris水迷宮實(shí)驗(yàn),另外動(dòng)物個(gè)體之間存在天然的差異,包括認(rèn)知能力、學(xué)習(xí)能力、運(yùn)動(dòng)能力和行為特點(diǎn),這些個(gè)體差異也可能對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響,因此,在分析數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)考慮到這些差異。
為了減少這些因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,可以采取以下措施:
1.選擇年齡和體重相近的小鼠進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn),以確保實(shí)驗(yàn)組之間的生物學(xué)特征盡可能一致。此外,實(shí)驗(yàn)前后需對(duì)小鼠進(jìn)行全面的健康評(píng)估,包括但不限于一般健康狀況、行為特征和生理指標(biāo)的監(jiān)測(cè)。
2.在實(shí)驗(yàn)中監(jiān)測(cè)和記錄小鼠的生理狀態(tài)和行為特征,以便在數(shù)據(jù)分析時(shí)進(jìn)行調(diào)整。